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福本 正勝; 仲野 友英; 上田 良夫*; 久保 博孝
no journal, ,
JT-60Uの外側ダイバータプラズマに曝した被覆タングステンへの水素蓄積機構を調べた。被覆タングステン中にはプラズマ放電によって入射した炭素が蓄積しており、この炭素に重水素が捕獲されていた。炭素の進入深さは
20
mであり、これは炭素の拡散係数から予測される拡散距離に比べて1桁以上深かった。また、蓄積した炭素の化学結合状態は、グラファイト、アモルファスおよびW
Cであった。タングステン原子と化学結合せずに結晶中に存在できる炭素原子の割合は0.1%以下であるにも関わらず、グラファイト状およびアモルファス状炭素が1-10%存在していた。したがって、炭素は主に結晶粒界や微小空洞に蓄積していると考えられる。以上の結果より、入射した炭素が結晶粒界や微小空洞を通って深くまで進入後、タングステンの結晶粒内へ拡散してWCを形成し、蓄積した炭素が主に重水素を捕獲したと考えられる。
真辺 健太郎
no journal, ,
放射線事故時や放射性医薬品の投与等に対する内部被ばく線量の事後評価では、できる限り実態に即したモデル・データを用いて評価することが適切とされている。放射性核種の取込みに対する臓器吸収線量の評価で必須の比吸収割合(SAF)データは、その算出に使用するファントムの体格・臓器質量等により変化する。国際放射線防護委員会(ICRP)が示す標準ファントムは、コーカソイドの体格・臓器質量特性を備えている。一方、日本人は、一般的にコーカソイドより脂肪量が少なく小柄であり、臓器質量特性も異なる。そこで、平均的成人日本人男性ファントムJM-103を用いて評価したSAFと、このSAFを用いて評価した臓器吸収線量、実効線量に相当する量について、ICRPの男性標準ファントムRCP-AMに基づく量と比較した。SAFは、JM-103とRCP-AMの臓器質量や体重の違いにより、差が生じた。これに起因して、臓器吸収線量については、核種や線源と標的臓器の組合せによって最大で数百倍の差が生じるが、実効線量については、数十%の差に収まることを明らかにした。
線照射による水素発生に対する過酸化水素の影響熊谷 友多
no journal, ,
水溶液とゼオライトとの混合物中での放射線誘起反応について照射実験および化学動力学計算を行い、放射線による水素発生に対する過酸化水素の影響を調べた。計算結果と実験結果の比較から、過酸化水素の添加が水溶液-ゼオライト混合系での水素発生を有意に減少させることが分かった。まず、過酸化水素を含まない水溶液とゼオライトとの混合物を照射した。その結果、ゼオライトへの放射線のエネルギー付与による水素発生が生じることを確認した。その上で、過酸化水素添加水溶液とゼオライトとの混合物について、照射実験と実験を模擬する計算を行った。計算ではゼオライトによる水素発生を考慮したモデルを用いた。実験と計算を比較した結果、計算値は実験値よりも高くなった。この結果は過酸化水素がゼオライトによる水素発生を抑制したことを示唆する。また、計算では気泡形成による水素の液中反応からの離脱の影響についても考慮した。気泡形成の影響は大きく、ゼオライトによる水素発生の効果や過酸化水素の影響と比べて、計算条件によっては気泡形成が同等かそれ以上の影響を持つ場合が認められた。
湊 太志
no journal, ,
安定線近傍から中性子ドリップライン近傍までの核分裂生成物のベータ崩壊半減期を予測するため、微視的理論に基づくpnQRPA法の計算コードを開発している。これまでのpnQRPA法の大きな欠点は、その適用核種が偶数核に限定されていたことであった。そのため、奇数核のベータ崩壊半減期はpnQRPA法の適用外であった。ここでは、1準粒子状態を組み合わせることによって、奇数核のベータ崩壊半減期の予測計算が、pnQRPA法によって可能になったことを紹介する。この成果は最終的に、次世代原子炉において重要なデータの一つであるベータ遅発中性子の予測計算に応用する予定である。
桑原 彬; 南川 卓也; 松井 信*
no journal, ,
本研究では、核燃料物質や放射性廃棄物等の管理に必要とされる同位体比測定に、汎用性のあるレーザー吸収分光法と小型の高エンタルピー風洞を用いた測定法を提案する。原子毎の固有の波長選択性を利用した分光法は、同位体分離検出に有効な手法であるが、同位体のエネルギー準位が近接するため高波長分解能化が課題となり、未だ確立されていない。我々はこの課題解決のため、高エンタルピー風洞の適用により超音速ノズルを用いて気流を冷却し、気流温度に起因するスペクトル広がりを低減するとともに、膨張後の気流にレーザー吸収分光法を適用することで同位体シフトを検出する。本発表では、原子種の適用範囲の検討及びレーザー吸収分光法をキセノン原子に適用した結果として、キセノンの準安定準位の同位体シフトの検出、及び、温度によるスペクトル広がりの評価結果を報告する。
高藤 清人
no journal, ,
プルトニウム燃料第三開発室の燃料製造工程では、ペレット全数に対して、目視により外観検査を行っている。外観検査が自動化されることにより、検査員の負担の軽減、検査時間の短縮などが期待される。これまで、MOXペレットの自動外観検査技術の開発は、画像処理技術を中心に進められたが、グローブボックス内の照明環境やMOXペレット自体の色調等の影響によって欠陥部位の正確な判別が困難であり、実用化には至っていない。前回の報告では、上記の課題を克服できる可能性のあるペレット表面形状測定装置として2次元レーザー変位計を選定し、欠陥付き模擬ペレットの表面形状測定データから外観不良判定アルゴリズムを検討し、データ処理プログラムの開発を行った。今回は、本技術の有効性を評価するため、測定時間をパラメータとして、欠陥形状やペレットの色調が異なる複数の模擬ペレットの表面形状を測定し、データ処理プログラムの解析結果の信頼性を評価した。
ペレットを用いた
Mo/
Tc製造予備試験西方 香緒里; 木村 明博; 椎名 孝行*; 山本 朝樹*; 石田 卓也; 太田 朗生*; 棚瀬 正和*; 竹内 宣博*; 森川 康昌*; 小林 正明*; et al.
no journal, ,
特願 2011-173260 
公報
材料試験炉JMTR再稼働後における産業利用拡大の一環として、
Uを原料としない(n,)法によるMo製造方法に関する技術開発を進めている。本発表は、研究の一環として行った、京都大学研究用原子炉KURにて照射したMoOペレットを用いたMo/Tc製造予備試験に関するものである。予備試験の結果より、低照射量では高密度ペレットへの照射による影響はほとんどないこと、Tc回収時に酸性アルミナカラムをエンドトキシンフリー水で洗浄することにより、各不純物が低減することなどがわかった。一方、Tc回収率が目標値より低い値であること、回収溶液の浸透圧比が低いことなどから、回収操作の改善が必要であることを明らかとした。
大津 健太郎
no journal, ,
屋外キュービクルは、構造上強風等により飛散する塵埃が侵入し、電気設備に不具合を発生する可能性があった。このため、塵埃侵入の抑制に向けた構造等の調査、検討を進め、電力の安全、安定供給の品質向上に取り組んだ。具体的には、塵埃侵入箇所として、入気口(キュービクル内の換気を行うために必要な外気取入口でフィルタが取付けられている)及び排気口(キュービクル内の換気を行うために必要な排気口で換気ファン付又は開口のみ)があり、入気口に対してはフィルタの評価を行い、排気口に対しては塵埃侵入防止策の検討を実施する。
鈴木 博元; 橋本 和幸; 西中 一朗; 渡辺 茂樹; 佐々木 一郎; 石岡 典子
no journal, ,
At-211は
線よりも細胞殺傷能力の高い
線を放出することから、内用放射線治療への応用が期待されている。Atは溶液中で多様な化学形をとることが知られているが、安定同位体が存在しないため、詳細については未解明の部分が多い。Atの治療薬剤開発のためには、溶液中におけるAtの化学形やAtの標識反応についての知見を得ることが必要であると考え、本研究ではAtの溶液中における化学形をTLCにより分析した。さらに、アミノ酸のスズ誘導体を用いた標識反応について、基礎的検討を行った。同族元素であるヨウ素化合物と比較検討することで、Atは溶液中、一部が酸化物として存在することが示唆された。また、Atはヨウ素と同様ハロゲン-スズ交換反応により標識可能であることが示された。
小山 勇人; 青山 佳男; 曽根 智之
no journal, ,
焼却灰に含まれる未燃セルロースは、廃棄体化後の高い塩基性環境の下でイソサッカリン酸へと転換され、放射性核種の環境への移行を加速させる可能性があり、品質保証上、含有量を廃棄体化前に明らかにする必要がある。しかし、焼却灰には各種の分析法において妨害物質となるものが含まれており、妨害物質とセルロースを分離することが困難であるため、標準的なセルロース分析法は確立されていない。これまで、焼却灰中の各妨害物質とセルロースとを分離して定量する手法の開発を行い、一般的な組成の焼却灰を用いてセルロースの添加回収試験を実施し、約80%の回収率を得た。一方で、他の焼却灰における回収率や、実際の廃棄物(紙ウエス,綿手等)の未燃物が含まれる焼却灰のセルロース定量への本法の適用可否については不明だった。今回は、成分組成が異なる種々の焼却灰中のセルロース定量に本法を用いた場合の回収率を推定し、本法の適用可否の判断材料のひとつとするため、焼却灰中の何の物質が本法の回収率を低下させているのか確認した。また、実際の廃棄物である紙ウエス及び綿手を含む焼却灰中のセルロース定量に本法を用いた場合の回収率について調べた。
線の室内散乱による影響の評価星 勝也
no journal, ,
核燃料サイクル工学研究所計測機器校正施設は、経験的に室内散乱線が少ないとされており、定量的な評価はされてこなかった。昨今、エネルギー依存性を補正しない測定器が散見され、これらの測定器を校正する場合、低エネルギーの室内散乱線の影響を受けると予想される。本研究では、校正施設の室内散乱線を定量・評価し、エネルギー補正の有無による室内散乱の影響の現れ方の違いを明らかにする。非コリメート線源を用いて放射線測定器を校正する場合、ISOは散乱線寄与率を5%未満にするよう規定している。一般的な測定器を模擬した条件(NaI(Tl)検出器、エネルギー補償後信号)で、線源高さ3.43m、Cs-137で照射すると、線源検出器間距離が0.251.5mの範囲で寄与率は5%以内に抑えられる。簡易測定器の模擬条件(NaI(Tl)で検出、エネルギー補償前信号)、Cs-137線源で照射したとき、散乱線が抑制される条件(線源高さ3.43m)で照射しても、線源検出器間距離1.5mでの寄与率は22%と著しく増加した。散乱線が十分に抑制される校正場でも、エネルギー補正機能を備えない測定器の場合は、校正結果に対して室内散乱が無視できない影響を及ぼすことに留意すべきである。
中村 誠俊; 芝間 祐介; 正木 圭; 逆井 章
no journal, ,
サテライトトカマク装置(JT-60SA)は、国際核融合実験炉(ITER)への支援研究、原型炉に向けた補完研究を担う。JT-60SAの機器であるクライオスタットは、真空断熱が要求される。クライオスタットは、ベース部及び胴部で構成され、胴部の上蓋で最終閉止する。上蓋は、輸送のため、二分割して現地で組立て、クライオスタット胴体に接続する。真空断熱のため、上蓋の分割部、クライオスタット胴体との接続部を真空シール溶接する。現地での工程期間の短縮のため、真空シールの溶接量を小さくする必要がある。上蓋のフランジ周りにリブと補強板を追加する補強により、溶接量を低減させる設計検討を行った。また、通常運転時、及び内圧上昇時での真空シール溶接の健全性を評価した。胴体接続部と上蓋分割部の変形を抑える補強部材を追加することで、溶接量を低減することを確認した。真空シール溶接の健全性及び疲労強度に問題はなかった。その結果を報告する。
伊藤 正泰; 米川 実; 黒澤 誠
no journal, ,
JMTRホットラボでは、最先端研究基盤事業において複合型微細組織解析装置を整備した。この装置は、透過電子顕微鏡(TEM), 集束イオンビーム加工装置(FIB)及びエックス線光電子分光装置(XPS)からなる。これらの装置は、ナノレベルでの観察、分析が可能であり、照射損傷メカニズムの解明につながるデータを提供することができる。
吉田 雅史; 花田 磨砂也; 小島 有志; 柏木 美恵子; 秋野 昇; 遠藤 安栄; 小又 将夫; 藻垣 和彦; 根本 修司; 大関 正弘; et al.
no journal, ,
世界最大のビーム引出面積を有する大型JT-60負イオン源では、ビームの一様性改善がJT-60SAの要求値である22Aの大電流の負イオン生成のための重要課題である。本研究では、従来の横磁場配位からテント型方式を基にした新たな磁場配位に改良した。これにより、非一様な負イオン生成の原因であった、プラズマ生成に必要な高速電子の偏在化を改善した。その結果、負イオンの一様な領域を、従来の磁場配位では全プラズマ電極の45%であったものを、中央3枚の電極にあたる60%にまで改善し、JT-60SAにて要求される22Aのビーム生成に成功した。
岡留 善裕; 青山 佳男; 曽根 智之
no journal, ,
ガス化燃焼処理装置には、ウラン等の不燃性粒子を捕集するための金属製高温フィルタが設置されているが、可燃物の性質により発生した煤により閉塞が起こり、焼きだし作業に時間がかかり、連続運転に支障をきたす場合がある。そこで、高温フィルタ閉塞を防止し、安定した長時間連続運転を行うため、触媒能を有するフィルタを作製し、煤等に対する触媒性能について評価した。作製したフィルタをガス化燃焼処理装置に取り付け、模擬廃油のガス化試験を実施した。ガス中の成分である低級炭化水素をガスクロマトグラフィにより測定し、ガス成分の変化より触媒性能の評価及びフィルタとしての適用性を検討した。
須藤 彩子; 西 剛史; 白数 訓子; 倉田 正輝
no journal, ,
BWRのシビアアクシデントでは初期に制御棒ブレードが崩落するため、ブレードの溶融開始はその後の燃料集合体の崩落進展に大きく影響する考えられている。本研究では制御棒ブレード崩落解析の基礎データとして、制御棒ブレードの溶融開始に影響すると考えられる共晶点付近の組成領域のFe-B-C合金3種を作製し、1073K、1273Kの相状態解明のための試験を行った。XRD及びSEM-EDXの結果は、JAEA熱力学データベース(JAEA-DB)から解析したFe-B-C状態図の結果とおおよそ一致しているが、Fe
B
C
の領域ではJAEA-DBとは異なり、1273KでFe成分を多く含む相を持つことが明らかとなり、1273KでのCementite相の固溶範囲の再評価が必要性であるとの知見を得た。また、溶融開始温度の測定結果から、熱力学解析では3種の合金の間で融解温度に約40Kの差が出ると予想されたが、本実験では、3種の合金すべてが1400K近傍で溶融が開始したため、JAEA-DBではCementite相の生成自由エネルギーが過大評価されている可能性があることを明らかにした。
小畑 裕希
no journal, ,
軽水炉燃料の高燃焼度化により、燃料被覆管に吸収される水素量が増加する。吸収された水素は、被覆管の脆化による破損の原因となる。そのため、被覆管の局所領域や母材中の水素量を正確に測定することは、被覆管の安全裕度を知るうえで非常に重要である。従来の測定では、被覆管全体を高温溶融させて発生した水素を測定するため、局所領域における水素量や被覆管の脆化と強い相関を持つ母材中の水素量のみを測定することができなかった。そのため、画像解析より被覆管の局所領域の水素量を測定するBEI法や2段階の加熱により酸化膜と被覆管母材の水素を分離測定する2段階加熱法を開発した。本報告では燃料試験施設で実施しているこれらの試験技術を報告する。
山本 昌彦; 田口 茂郎; 北尾 貴彦; 駿河谷 直樹
no journal, ,
再処理工場で分離回収された硝酸Pu溶液中の微量成分(Fe, Ni, Cr及びU)分析では、Puを分離除去した後、目的成分を主に誘導結合プラズマ発光分析法により定量する方法が用いられるが、手間のかかる前分離操作や濃縮操作を要する。本研究では、ストリッピングボルタンメトリー(SV)による迅速・簡便な硝酸Pu溶液中の微量成分分析法の開発を目的とした基礎試験を実施した。本発表会では、これらの実施した試験の結果について報告する。
工藤 淳也; 長岡 真一; 柳橋 太
no journal, ,
U, Pu共回収プロセスは、Puを単体で分離回収するPurex法と異なり、PuとUを共回収することによって核拡散抵抗性を向上させた溶媒抽出法であり、将来の再処理技術として開発を行っている。U, Pu共回収プロセスでは、Pu含有率の異なる使用済み燃料を対象とし、分配段から回収するU, Pu混合液(製品)を燃料製造に供するため、製品のPu/U比を一定値で回収することとしている。製品のPu濃度は、分配段に供給されるPuの全回収を前提とした場合、供給Pu濃度とO/A比(有機相と水相の流量比)から定まるため、製品Pu/U比を左右するのはU濃度であり、U濃度の制御には高精度な分配係数の把握が要求される。このため、本研究開発では、U分配に係るバッチ抽出試験を行い、得られた試験結果から還元剤共存下におけるUの分配係数を把握した。
四之宮 佳浩*; 渡邉 雅之; 青柳 登; 木村 貴海
no journal, ,
これまでわれわれはダイヤモンド表面に対する金属イオンの吸着挙動を研究してきた。今回は、希土類元素に着目し、4種類(人工・天然・単結晶・多結晶)のダイヤモンドに対する吸着実験および表面化学種の水和状態観察を行なった。各種ダイヤモンド粉末を50mgずつ量り取ったものとpHが1.04.0の範囲で希土類元素の濃度が100ppb10ppmとなるように調製した溶液2mlを2時間撹拌させ、遠心濾過した。ろ液を10倍に希釈後、希土類元素の濃度ICP-MSまたはICP-AESにより測定し、測定データから分配係数を求めた。得られた吸着量・平衡時の濃度データをLangmuirの吸着等温式とFreundlichの吸着等温式にフィッティングしたものを比較したところ、前者の方がフィッティングにおける精度が高かった。この結果は、希土類元素イオンが表面全体に吸着するのではなく、表面の特定のサイトに大部分が吸着することを示すと同時に、単層吸着と考えられる。レーザー時間分解分光法によって発光スペクトルを解析した結果、吸着前後において水和数の変化は起きていなかった。したがって結合は静電的な相互作用が関係していると考えられる。